Schwerelosigkeit.. Na und?!

C

chaosraptor

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Hallo zusammen!

Ich frage mich jedesmal warum die Wissenschaftler solche Probleme mit der
Schwerelosigkeit haben..
Ja Muskel und Knochenschwund .. is klar ABER...

In vielen Filmen sieht man doch die Lösung oder versteh ich da was falsch?

Stationen oder Raumschiffe die ein Abteil haben welches rotiert und sich eben
die fliehkraft zu nutze macht.
Es kann doch nich so schwer sein oder?

Oder was meint ihr?
 
Bynaus

Bynaus

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Ganz so einfach ist es nicht. Zum einen müssen solche Strukturen gross genug sein, um vernünftig zu funktionieren (wenn sie klein sind, müssen sie wahnsinnig schnell rotieren...) und damit den Leuten nicht schon wegen den Corioliskräften übel wird. Und so grosse Strukturen baut man bisher einfach nicht. Zudem gibt es eine Menge Probleme mit rotierenden Strukturen: im All ist das nicht ganz das gleiche wie auf der Erde. Wie soll zum Beispiel ein Raumschiff daran sicher andocken? Auf anderen Himmelskörpern bringt dir das zudem gar nichts.
 
J

jonas

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Das grösste Problem dürfte die Übelkeit sein, die ein solches rotierendes Raumfahrzeug bei der Besatzung verursacht. Wie Bynaus sagt, müsste ein solches Schiff gigantische Ausmasse haben.

Andockprobleme sehe ich aber nicht, denn man kann in der Drehachse einen gegenläufig rotierenden Zylinder einbauen, der damit gegenüber der Andockstelle stillsteht.
 
M

Martin

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Hallo,

und schließlich geht es ja eben darum, in der Schwerelosigkeit zu forschen. Das ist ja der Witz an der Sache, sonst könnte man gleiches auch auf der Erde tun.

Martin
 
mac

mac

Registriertes Mitglied
Hallo Martin,
Martin schrieb:
und schließlich geht es ja eben darum, in der Schwerelosigkeit zu forschen. Das ist ja der Witz an der Sache, sonst könnte man gleiches auch auf der Erde tun.
Zum Vergrößern anklicken....
na ja, nun ist aber der Transport (der Forscher) sehr teuer und langwierig, da ist die Idee, am Forschungsort auch weniger menschenfeindliche Umgebungen zu schaffen, die man nur zum forschen verläßt schon naheliegend, oder? Dann könnten die auch ein wenig länger forschen ohne ständig hoch und runter transportiert zu werden.

Herzliche Grüße

MAC
 
Bynaus

Bynaus

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Andockprobleme sehe ich aber nicht, denn man kann in der Drehachse einen gegenläufig rotierenden Zylinder einbauen, der damit gegenüber der Andockstelle stillsteht.
Zum Vergrößern anklicken....

Die Reibung zwischen Aussenring und Zylinder in der Drehachse wird diesen Unterschied schnell zunichte machen, so dass es eigentlich nur zwei Lösungen gibt:
- Entweder man treibt den inneren Zylinder an, damit die Reibung und damit die Drehimpulsübertragung kompensiert wird
- Oder man befestigt an der gleichen Achse noch einen zweiten rotierenden Ring, der in die andere Richtung rotiert.
 
J

jonas

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Zentrifugalkraft:
F=m*w^2*r
m=masse=1kg
w=2*pi/60 rad/sekunde
F=10 Newton
==> r=F/(m*w^2)=10/(1*(2*pi/60)^2)=10/0,01096622=912 meter

Falls ich mich jetzt nicht verrechnet habe ... also bei einer Umdrehung pro Minute braucht es 912 Meter Radius, oder knapp eine nautische Meile Durchmesser um 1 g zu erzeugen.

Wieviel G dann in der Magengegend herrschen, bei r=911 meter kann man sich dann ausrechnen.
 
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mac

mac

Registriertes Mitglied
Hallo Jonas,

jonas schrieb:
Falls ich mich jetzt nicht verrechnet habe ... also bei einer Umdrehung pro Minute braucht es 912 Meter Radius, oder knapp eine nautische Meile Durchmesser um 1 g zu erzeugen.
Zum Vergrößern anklicken....
stimmt, Du hast Dich nicht verrechnet! Ganz im Gegensatz zu mir in diesem Beitrag :eek:

Herzliche Grüße

MAC
 
J

jonas

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Da zwischen Deinem Beitrag und dem Link von Uwe so ne riesige Diskrepanz war dachte ich mir, jetzt rechnest es mal nach :) War eine gute übung um mal wieder die verstaubte Formelsammlung auszugraben :)
 
U

Uwe

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Hallo,

mir ist da noch so eine Frage oder Idee gekommen.

Mal angenommen die Menschen würden den Mond besiedeln und wollen aus gesundheitlichen Gründen, dort auch unter 1 g statt nur einem sechstel der irdischen Schwerkraft leben.

Könnte man die Schwerkraft von 1 g auf dem Mond dadurch simulieren, indem man eine art Karussell baut ? Oder sagen wir mal, man baut einen unter der Mondoberfläche (wegen der Strahlung) im Kreis (Durchmesser mindestens 6 km :D ) fahrenden Transrapid der ein wenig zur Mitte hin geneigt ist.

Würde das funktionieren?

Gruß
Uwe

P.S. Wie viel Grad müsste dann die Neigung betragen ?
 
J

jonas

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Wow, Du stellst Fragen ... :D

Die Darstellungsmöglichkeiten mathematischer Formeln hier sind begrenzt, wie im übrigen auch meine Erinnerung an den Mathe Unterricht ;)

Im Prinzip müsste es aber so gehen:
Du hast einen vertikalen Kraftvektor mit konstantem Wert 1/6 g (Mondanziehung) und einen horizontalen Kraftvektor, die Fliehkraft. Das Skalarprodukt dieser beiden Vektoren soll 1 g ergeben. Löst Du das Skalarprodukt nach der Fliehkraft auf, so erhältst Du deren Wert. Dieser bestimmt dann bei gegebenem Radius die Rotationsgeschwindigkeit. Den Winkel zwischen dem resultierenden Kraftvektor 1g und einem der anderen (z.B. dem Fliehkraftvektor) erhältst Du indem Du das Skalarprodunkt der beiden nach cos(alpha) auflöst.

Schau Dir zu der Mathematik mal Wiki an: http://de.wikipedia.org/wiki/Vektoraddition
 
mac

mac

Registriertes Mitglied
Hallo Uwe,
das könnte durchaus funktionieren!

Der Winkel läßt sich über den Tangens berechnen

Tangens(alpha)=Beschleunigung durch Fliehkraft / Beschleunigung durch Gravitation

alpha ist dann die Abweichung von der Senkrechten in Grad.

Herzliche Grüße

MAC

Nachtrag, nachdem ich Jonas Post gelesen habe: Die resultierende Gravitation kannst Du via Pythagoras ausrechnen, genau so wie die notwendige Beschleunigung.

resultierende Beschleunigung^2 = Beschleunigung durch Gravitation^2+Beschleunigung durch Fliehkraft^2
 
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U

Uwe

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Danke für die schnellen Antworten. Ausgerechnet habe ich es mir noch nicht.

Bin aber in diesem Zusammenhang bin ich beim Googeln auch auf folgenden Link gestoßen

http://de.wikipedia.org/wiki/Fahrradfahren#Bestimmung_des_Neigungswinkels

Unter der Rubrik Bestimmung des Neigungswinkels steht die Formel

tan alpha = v^2 / r * g

Also wenn ich das richtig gerechnet habe, müsste ein Faradfahrer
der bei 36 km/h (entspricht 10 m/sec) eine Kurve mit einem Radius von 20 Metern
fährt

sich auf der Erde um 27 Grad neigen und
auf dem Mond um ca. 71 Grad !!!

Was lernen wir daraus ?
Zweiräder werden die künftigen Mondbewohner wohl eher nicht benutzen. :D
 
U

Uwe

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So hab es mal nachgerechnet und möchte euch das Ergebnis nicht vorenthalten.
Allerdings ist das Resultat recht krass, so dass ich daran zweifle ob ich tatsächlich richtig
gerechnet habe.

Nach der Formel

resultierende Beschleunigung^2 = Beschleunigung durch Gravitation^2+Beschleunigung durch Fliehkraft^2

Müsste die erforderliche Fliehkraft 9,67 m/sec betragen um im Kreisel auf dem Mond die Erdbeschleunigung zu simulieren.

Beim angenommenen Radius von 3 km, der Kreisrunden Transrapid-Strecke auf dem Mond müsste dieser demnach um ca. 80 Grad geneigt sein und mit lockeren 612 Km/h herumflitzen.

Da kann man nur hoffen, dass da nicht der Strom ausfällt und der Transrapid zum stehen kommt, bei 80 Grad Neigung. :D

Gruß
Uwe

P.S: Fliekraft = meter pro sec^2 / radius
Tangens(alpha)=Beschleunigung durch Fliehkraft / Beschleunigung durch Gravitation
 
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